熒光壽命型光纖溫度傳感器的性能與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、熒光光纖溫度傳感技術(shù)是現(xiàn)階段光纖測(cè)溫領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究方向之一。它具有抗電磁干擾、體積小、壽命長(zhǎng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在光纖和光源的選取、檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、傳感單元制作工藝和系統(tǒng)成本高等問(wèn)題。其中，選擇傳輸光纖與降低系統(tǒng)成本的矛盾比較突出。此外，如何提高熒光耦合效率也是一個(gè)重要的研究目標(biāo)。
　　 基于熒光壽命測(cè)溫機(jī)理，論文主要對(duì)光耦合效率的提高、熒光壽命檢測(cè)的算法和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　 光耦合效率

2、提高方面:實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證紅粉在365.6nm激發(fā)時(shí)可以得到最強(qiáng)的發(fā)射峰（EM=629.7nm）;提出采用62.5/125μm多模光纖作為傳輸介質(zhì);選取近紫外可見(jiàn)光LED作為激發(fā)光源，采用5000目砂紙對(duì)LED進(jìn)行精細(xì)打磨，打磨后的LED端面入纖光功率較未打磨前提高2.77倍;提出光纖端面熔球可以作為球形自聚焦透鏡的理想模型，實(shí)驗(yàn)耦合效率提高82.36％。
　　 熒光壽命檢測(cè)算法方面:基于統(tǒng)一的單指數(shù)衰減模型，重點(diǎn)對(duì)最小二乘法、積分面積

3、比值法、FFT和L-M法的熒光余輝曲線擬合檢測(cè)算法進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)的方差分析，實(shí)驗(yàn)采用時(shí)域法的最小二乘法檢測(cè)計(jì)算熒光壽命;對(duì)基于方波的熒光壽命鎖相檢測(cè)法進(jìn)行理論和MATLAB仿真分析，指出其在處理單指數(shù)余輝衰減模型上的潛力。
　　 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面:選用PDA100A-EC光電探測(cè)器和安捷倫數(shù)字示波器，較好地濾除噪聲信號(hào)和非探測(cè)區(qū)間的光源信號(hào);采用透射式模型搭配溫控腔完成測(cè)量，驗(yàn)證了熒光壽命與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系;對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)